La cerca única, o com fer fàcil el camí a l'usuari

This paper presents a reflection on the need for libraries to think about how to facilitate access to the documentary sources they manage.As the number of resources available in electronic form increases, libraries are in the need to provide a simple and usable search tool that allows integrating the contents of the various information management systems they give access to.To define user expectations to the search interface, some of the features that they are accustomed to use in their requests for information on the Internet have been included.The technologies that allow the discovery layer implementation as a search tool that integrates the various information systems of the library are presented next. And below are some examples of implementations that work in line with the integration of various information sources into a single search engine, as models to consider for implementing a system of this kind.The purpose of it all is to present a state of the art of some cases of operational deployments as a starting point for any organization interested in improving access it offers to its resources on the basis of references study.

The Challenges Of Implementing High Performance Work Practices In The Nonprofit Sector

The last economic crisis raised huge challenges for nonprofit organizations. It is now critical for nonprofit organizations to show not only their social legitimacy but also their efficiency and competency to claim for grants (Kearns, Bell, Deem, & McShane, 2012). High Performance Work Practices (HPWP) are a way to foster performance and thus to answer challenges nonprofit organizations are currently facing. However, such practices have until then only been considered for the corporate world. The entire philosophy behind nonprofit organizations contrasts radically from the for-profit sector. Human resources management in particular may differ as well. The aim of this article is precisely to analyze the challenges of implementing HPWP in nonprofit organizations. In order to explore those challenges, we study the HR practices of a nonprofit organization based in UK that struggles against poverty. Discussion of results highlights good practices that should be applied along the nonprofit sector.

Disc Filter External Models in an Integrated Simulation Environment

Työssä tutkittiin kiekkosuodattimeen liittyviä ulkoisia simulointimalleja integroidussa simulointiympäristössä. Työn tarkoituksena oli parantaa olemassa olevaa mekanistista kiekkosuodatinmallia. Malli laadittiin dynaamiseen paperiteollisuuden tarpeisiin tehtyyn simulaattoriin (APMS), jossa olevaan alkuperäiseen mekanistiseen malliin tehtiin ulkoinen lisämalli, joka käyttää hyväkseen kiekkosuodatinvalmistajan mittaustuloksia. Laitetiedon saatavuutta suodattimien käyttäjille parannettiin luomalla Internetissä sijaitsevalle palvelimelle kiekkosuodattimen laitetietomäärittelyt. Suodatinvalmistaja voi palvella asiakkaitaan viemällä laitetiedot palvelimelle ja yhdistämällä laitetiedon simulointimalliin. Tämä on mahdollista Internetin ylitse käytettävän integroidun simulointiympäristön avulla, jonka on tarkoitus kokonaisvaltaisesti yhdistää simulointi ja prosessisuunnittelu. Suunnittelijalle tarjotaan työkalut, joilla dynaaminen simulointi, tasesimulointi ja kaavioiden piirtäminen onnistuu prosessilaitetiedon ollessa saatavilla. Nämä työkalut on tarkoitus toteuttaa projektissa nimeltä Galleria, jossa luodaan prosessimalli- ja laitetietopalvelin Internetiin. Gallerian käyttöliittymän avulla prosessisuunnittelija voi käyttää erilaisia simulointiohjelmistoja ja niihin luotuja valmiita malleja, sekä saada käsiinsä ajan tasalla olevaa laitetietoa. Ulkoinen kiekkosuodatinmalli laskee suodosvirtaamat ja suodosten pitoisuudet likaiselle, kirkkaalle ja superkirkkaalle suodokselle. Mallin syöttöparametrit ovat kiekkojen pyörimisnopeus, sisään tulevan syötön pitoisuus, suotautuvuus (freeness) ja säätöparametri, jolla säädetään likaisen ja kirkkaan suodoksen keskinäinen suhde. Suotautuvuus kertoo mistä massasta on kyse. Mitä suurempi suotautuvuus on, sitä paremmin massa suodattuu ja sitä puhtaampia suodokset yleensä ovat. Mallin parametrit viritettiin regressioanalyysillä ja valmistajan palautetta apuna käyttäen. Käyttäjä voi valita haluaako hän käyttää ulkoista vai alkuperäistä mallia. Alkuperäinen malli täytyy ensin alustaa antamalla sille nominaaliset toimintapisteet virtaamille ja pitoisuuksille tietyllä pyörimisnopeudella. Ulkoisen mallin yhtälöitä voi käyttää alkuperäisen mallin alustamiseen, jos alkuperäinen malli toimii ulkoista paremmin. Ulkoista mallia voi käyttää myös ilman simulointiohjelmaa Galleria-palvelimelta käsin. Käyttäjälle avautuu näin mahdollisuus tarkastella kiekkosuodattimien parametreja ja nähdä suotautumistulokset oman työasemansa ääreltä mistä tahansa, kunhan Internetyhteys on olemassa. Työn tuloksena kiekkosuodattimien laitetiedon saatavuus käyttäjille parani ja alkuperäisen simulointimallin rajoituksia ja puutteita vähennettiin.

Tunnuslukujärjestelmän rakentaminen pelastuslaitokselle

Tutkimuksen tavoitteina oli rakentaa pelastuslaitoksen tuloksellisuuden arvioimiseen tasapainotettu mittaristo sekä valita mittareita, joiden avulla voidaan vertailla pelastuslaitoksia keskenään. Tutkimuksessa selvitetään, miten julkisen sektorin palveluiden tuloksellisuutta arvioidaan erityisesti kuntasektorilla, mitä tarkoitukseen soveltuvia mittausjärjestelmiä on olemassa, miten tasapainotetun mittausjärjestelmän rakentamisprosessi etenee, miten henkilöstön aikaansaannoskyky voidaan ottaa huomioon kuntien tuloksellisuuden arvioinnissa, minkälaisilla mittareilla voidaan parhaiten arvioida pelastuslaitoksen toimintaa ja mitkä mittareista soveltuvat pelastuslaitosten vertailuun. Teoriaosuudessa käsitellään julkisten palvelujen erityispiirteitä, suositusta kunnallisten palvelujen tuloksellisuuden arvioimisesta sekä henkilöstön aikaansaannoskyvyn mittaamista. Työssä esitellään joitakin tasapainotetun mittaamisen malleja sekä kuvataan mittariston rakentamisprosessin vaiheita. Teorian pohjalta rakennettiin tasapainotettu tunnuslukujärjestelmä Etelä-Karjalan pelastuslaitokselle. Kunnalliselle organisaatiolle voidaan rakentaa tasapainotettu mittaristo, mutta yksittäisen pelastuslaitoksen osalta on lähdettävä sen omista kriittisistä menestystekijöistä ja noudatettava kunnallisen sektorin suosituksia. Yhteisiä mittareita pelastuslaitosten käyttöön löytyy, mutta pääosin yksikön tuloksellisuutta ohjaavat mittarit soveltuvat vain sisäiseen käyttöön.

Evolutionary Games in Networked Populations: Models and Experiments

Cooperation and coordination are desirable behaviors that are fundamental for the harmonious development of society. People need to rely on cooperation with other individuals in many aspects of everyday life, such as teamwork and economic exchange in anonymous markets. However, cooperation may easily fall prey to exploitation by selfish individuals who only care about short- term gain. For cooperation to evolve, specific conditions and mechanisms are required, such as kinship, direct and indirect reciprocity through repeated interactions, or external interventions such as punishment. In this dissertation we investigate the effect of the network structure of the population on the evolution of cooperation and coordination. We consider several kinds of static and dynamical network topologies, such as Baraba´si-Albert, social network models and spatial networks. We perform numerical simulations and laboratory experiments using the Prisoner's Dilemma and co- ordination games in order to contrast human behavior with theoretical results. We show by numerical simulations that even a moderate amount of random noise on the Baraba´si-Albert scale-free network links causes a significant loss of cooperation, to the point that cooperation almost vanishes altogether in the Prisoner's Dilemma when the noise rate is high enough. Moreover, when we consider fixed social-like networks we find that current models of social networks may allow cooperation to emerge and to be robust at least as much as in scale-free networks. In the framework of spatial networks, we investigate whether cooperation can evolve and be stable when agents move randomly or performing Le´vy flights in a continuous space. We also consider discrete space adopting purposeful mobility and binary birth-death process to dis- cover emergent cooperative patterns. The fundamental result is that cooperation may be enhanced when this migration is opportunistic or even when agents follow very simple heuristics. In the experimental laboratory, we investigate the issue of social coordination between indi- viduals located on networks of contacts. In contrast to simulations, we find that human players dynamics do not converge to the efficient outcome more often in a social-like network than in a random network. In another experiment, we study the behavior of people who play a pure co- ordination game in a spatial environment in which they can move around and when changing convention is costly. We find that each convention forms homogeneous clusters and is adopted by approximately half of the individuals. When we provide them with global information, i.e., the number of subjects currently adopting one of the conventions, global consensus is reached in most, but not all, cases. Our results allow us to extract the heuristics used by the participants and to build a numerical simulation model that agrees very well with the experiments. Our findings have important implications for policymakers intending to promote specific, desired behaviors in a mobile population. Furthermore, we carry out an experiment with human subjects playing the Prisoner's Dilemma game in a diluted grid where people are able to move around. In contrast to previous results on purposeful rewiring in relational networks, we find no noticeable effect of mobility in space on the level of cooperation. Clusters of cooperators form momentarily but in a few rounds they dissolve as cooperators at the boundaries stop tolerating being cheated upon. Our results highlight the difficulties that mobile agents have to establish a cooperative environment in a spatial setting without a device such as reputation or the possibility of retaliation. i.e. punishment. Finally, we test experimentally the evolution of cooperation in social networks taking into ac- count a setting where we allow people to make or break links at their will. In this work we give particular attention to whether information on an individual's actions is freely available to poten- tial partners or not. Studying the role of information is relevant as information on other people's actions is often not available for free: a recruiting firm may need to call a job candidate's refer- ences, a bank may need to find out about the credit history of a new client, etc. We find that people cooperate almost fully when information on their actions is freely available to their potential part- ners. Cooperation is less likely, however, if people have to pay about half of what they gain from cooperating with a cooperator. Cooperation declines even further if people have to pay a cost that is almost equivalent to the gain from cooperating with a cooperator. Thus, costly information on potential neighbors' actions can undermine the incentive to cooperate in dynamical networks.

Developing Supply Management Processes in a Global Process Automation Organization

Tämän työn tarkoituksena on tutkia prosessien uudelleensuunnittelua ja erityisesti hankintaprosessien uudistamista kansainvälisessä prosessiautomaatioyrityksessä. Työn aihealuetta tutkitaan sekä henkilöstön, uuden teknologian että prosessien kehittämisen näkökulmasta. Prosessien kehittämisessä työkaluna on käytetty tunnettua laatutyökalua, Six Sigmaa. Työn päätavoitteena on luoda uudet toimintamallit kehitettäville prosesseille. Kirjallisuuden lisäksi työ perustuu kirjoittajan kokemuksiin ja havaintoihin projektitiimin jäsenenä. Prosessien kehittämistä tarkastellaan myös muutoksenhallinnan näkökulmasta. Tämä on alue, jota ei saisi koskaan jättää huomiotta kehityshankkeissa. Kehitettäessä liiketoimintaprosesseja muutoksenhallinta on menestyksen kannalta ensisijaisen tärkeää. Muutoksenhallintaa tutkitaan työssä sekä organisaation että yksilön kannalta. Tässä työssä esitellään lisäksi maailmanlaajuisesti tunnettu ja käytetty laatutyökalu, Six Sigma. Six Sigmaa on käytetty myös työn lopussa tarkasteltavassa case-osuudessa. Case-osuudessa prosesseja tutkitaan aina nykytilasta uusiin toimintamalleihin saakka. Prosesseja ja niiden suorituskykyä analysoidaan yhtäjaksoisesti kehitysprojektien edetessä.

Falsification and corroboration of conceptual hydrological models using geophysical data

Geophysical data may provide crucial information about hydrological properties, states, and processes that are difficult to obtain by other means. Large data sets can be acquired over widely different scales in a minimally invasive manner and at comparatively low costs, but their effective use in hydrology makes it necessary to understand the fidelity of geophysical models, the assumptions made in their construction, and the links between geophysical and hydrological properties. Geophysics has been applied for groundwater prospecting for almost a century, but it is only in the last 20 years that it is regularly used together with classical hydrological data to build predictive hydrological models. A largely unexplored venue for future work is to use geophysical data to falsify or rank competing conceptual hydrological models. A promising cornerstone for such a model selection strategy is the Bayes factor, but it can only be calculated reliably when considering the main sources of uncertainty throughout the hydrogeophysical parameter estimation process. Most classical geophysical imaging tools tend to favor models with smoothly varying property fields that are at odds with most conceptual hydrological models of interest. It is thus necessary to account for this bias or use alternative approaches in which proposed conceptual models are honored at all steps in the model building process.

Ohjelmistotuotannon toteutusmenetelmien yhtenäistäminen

Organisaatio, prosessimalli ja menetelmät vaikuttavat toisiinsa sekä suorasti että prosessien ja tavoitteiden kautta epäsuorasti. Prosessimallit vaihtelevat eri organisaatioiden välillä, mutta työkalut ja menetelmät, erityisesti toteutusmenetelmät, saattavat vaihdella jopa eri projektien ja sovelluskehittäjien välillä. Toteutusmenetelmien yhtenäistämisellä tavoitellaan ohjelmistokehityksen tehokkuuden parantamista, ohjelmistojen laatutason nostamista ja työmotivaation kohottamista. Tämän diplomityön käytännön osuudessa selvitettiin ohjelmistokehitysorganisaation asenteita ja edellytyksiä toteutusmenetelmien yhtenäistämistä kohtaan. Diplomityön tuloksena laadittiin suositus siitä, kuinka parhaat käytännöt -dokumentti voidaan toteuttaa. Suosituksen mukaan kyseinen dokumentti tulisi jakaa kahdeksi dokumentiksi siten, että toinen dokumenteista kattaisi käytännöllisimmät toteutusmenetelmät, toinen sisältäisi suunnittelumenetelmät.

Development of Customer Satisfaction Models for Electronics Engineering Company

Diplomityön tarkoituksena oli luoda ja kehittää kaksi asiakastyytyväisyysmallia asiakastyytyväisyyden mittaamisen aloittamiseksi ja toteuttamiseksi kohdeyrityksessä. Työ pohjautuu nykyisten tyytyväisyysprosessien analysointiin sekä työn teoriaosaan, joka käsittelee yksityiskohtaisesti niitä asioita, joita asiakastyytyväisyyden mittaamisessa ja prosessissa tulisi huomioida. Työssä tehdyn mallien tarkoituksen on auttaa kohdeyritystä hyödyntämään asiakastyytyväisyysmittauksen tuloksia paremmin liiketoiminnassa, sekä asiakkaiden keskuudessa. Työn yhtenä tavoitteena oli myös sopivan mittaustyökalun löytäminen ja suositteleminen kohdeyritykselle.Teorian ja analysoinnin pohjalta luotiin molemmat asiakastyytyväisyysmallit vastamaan kohdeyksiköiden tarpeita. Kun ulkoiset seikat, kuten mittaustavat, mittausinstrumentit, kyselylomakkeet ja vastaajaryhmät oli määritelty, keskityttiin tulosten analysointiin ja hyödyntämiseen, mikä korostui asiakassuuntautuneessa organisaatiossa. Työssä pohdittiin myös yhtenäisen asiakastyytyväisyysprosessin merkitystä ja etuja kohdeyrityksessä.

Multilayered organization of jasmonate signalling in the regulation of root growth.

Physical damage can strongly affect plant growth, reducing the biomass of developing organs situated at a distance from wounds. These effects, previously studied in leaves, require the activation of jasmonate (JA) signalling. Using a novel assay involving repetitive cotyledon wounding in Arabidopsis seedlings, we uncovered a function of JA in suppressing cell division and elongation in roots. Regulatory JA signalling components were then manipulated to delineate their relative impacts on root growth. The new transcription factor mutant myc2-322B was isolated. In vitro transcription assays and whole-plant approaches revealed that myc2-322B is a dosage-dependent gain-of-function mutant that can amplify JA growth responses. Moreover, myc2-322B displayed extreme hypersensitivity to JA that totally suppressed root elongation. The mutation weakly reduced root growth in undamaged plants but, when the upstream negative regulator NINJA was genetically removed, myc2-322B powerfully repressed root growth through its effects on cell division and cell elongation. Furthermore, in a JA-deficient mutant background, ninja1 myc2-322B still repressed root elongation, indicating that it is possible to generate JA-responses in the absence of JA. We show that NINJA forms a broadly expressed regulatory layer that is required to inhibit JA signalling in the apex of roots grown under basal conditions. By contrast, MYC2, MYC3 and MYC4 displayed cell layer-specific localisations and MYC3 and MYC4 were expressed in mutually exclusive regions. In nature, growing roots are likely subjected to constant mechanical stress during soil penetration that could lead to JA production and subsequent detrimental effects on growth. Our data reveal how distinct negative regulatory layers, including both NINJA-dependent and -independent mechanisms, restrain JA responses to allow normal root growth. Mechanistic insights from this work underline the importance of mapping JA signalling components to specific cell types in order to understand and potentially engineer the growth reduction that follows physical damage.

Process Interfaces in an After Sales Organization

Työn tavoitteena oli selvittää Larox Oy:n, Lappeenranta, palveluorganisaation prosessit ja prosessien väliset rajapinnat. Prosesseja ja prosessien kehittämistä ja innovointia tarkasteltiin ensin kirjallisuuden perusteella. Rajapintojen selkeää esittämistä varten kehitettiin yksinkertainen metodologia mind mapping -tekniikan pohjalta. Nykyisten prosessien tila ja rajapinnat analysoitiin ja dokumentoitiin haastattelemalla Larox Oy:n työntekijöitä ja asiakkaita sekä tutustumalla prosessikuvauksiin ja muihin olennaisiin dokumentteihin. Analyysin tulosten perusteella tunnistettiin suurimmat ongelmakohdat rajapinnoissa ja pohdittiin mahdollisia ratkaisuja niihin. Pieniä prosessinkehitysaloitteita kehitettiin yhteistyössä Larox Oy:n työntekijöiden kanssa. Työn lopussa on pohdittu mahdollisia tulevaisuuden malleja Larox Oy:n palveluorganisaation toimintamalleiksi.

The contribution of individual and professional characteristics to general and work-related well-being

Cette thèse porte sur la contribution des caractéristiques individuelles et des situations professionnelles au bien-être. En combinant différentes perspectives théoriques, notamment la théorie de la construction de la carrière, la théorie de la justice organisationnelle, les modèles du bien-être au travail, et les conceptualisations de l'incivilité au travail, un certain nombre d'hypothèses sont proposées concernant le lien entre certaines caractéristiques individuelles et situationnelles et le bien-être général et professionnel. Les deux premières études se focalisent sur la validation d'une échelle d'adaptabilités de carrière et sur le rôle médiateur de cette adaptabilité dans la relation entre des dispositions et le bien-être. La troisième étude évolue l'hypothèse d'un possible effet de médiation de l'adaptabilité mais cette fois de la relation entre insécurité professionnelle et charge de travail d'une part et le bien-être d'autre part. La quatrième étude adopte une perspective longitudinale et analyse les associations entre les dimensions de la personnalité, l'adaptabilité de carrière et le bien-être dans quatre parcours professionnels différents. La cinquième étude porte sur une autre caractéristique individuelle, à savoir la croyance en un monde juste. Cette étude illustre comment la croyance en un monde juste influence les perceptions de justice organisationnelle une année après, qui ont une incidence importante sur le bien-être. Enfin, la dernière étude se concentre sur une population spécifique, les immigrants en Suisse, et souligne qu'être la cible d'incivilité sur le lieu de travail est généralement liée au pays d'origine. Globalement, cette thèse met en évidence que les caractéristiques individuelles ont des effets tant directs qu'indirects sur le bien-être et que ces mêmes caractéristiques explique en partie, les relations entre la situation professionnelle et le bien-être. Plus spécifiquement, des situations professionnelles peuvent influencer l'expression de certaines caractéristiques individuelles, soit en contribuant à leurs activations ou à leurs inhibitions. De plus, l'impact des caractéristiques individuelles sur le bien-être semble dépendre de la situation professionnelle. Il est donc important de considérer les influences simultanées et réciproques des caractéristiques individuelles et de la situation contextuelle et professionnelle pour rendre compte du bien-être général et professionnel. -- This thesis explores how individual characteristics and professional situations correspond to well-being. Drawing from various theoretical backgrounds, such as career construction theory, justice theory, models of job strain, and theories on subtle discrimination, a number of specific hypotheses are put forward pertaining to a selection of individual and professional aspects as well as general and work-related well-being. The six studies presented in this thesis focus on specific aspects and adopt different methodological and theoretical approaches. The first two studies concern the validation of the career adapt-abilities scale and test the potential of career adapt-abilities to mediate the relationship between dispositions and outcomes. The third study extends the hypothesis of career adapt-abilities as a mediator and finds that it mediates the effects of job insecurity and job strain on general and professional well-being. The fourth study adopts a longitudinal approach and tests the associations between personality traits and career adaptability and well-being in four different professional situations. Study five concerns another individual characteristic, belief in a just world, and illustrates how justice beliefs drive perceptions of organizational justice, which in turn impact, on well-being outcomes one year later. The final study focuses on the professional experiences of a specific population, immigrants in Switzerland, and confirms that being a target of incivilities is related to national origin. Globally, this thesis finds that individual characteristics have direct and indirect influences on well-being and that these characteristics may also mediate the associations between professional situations and outcomes. In particular, the professional situation may alter the display of individual characteristics, either by contributing to their activation or their depletion, and the ways in which individual factors influence well-being does seem to depend on the professional situation. It is thus necessary to adopt a "both...and" perspective when studying the impact of individual and professional characteristics as these factors mutually influence each other.

Arvoketjun hallinta ja lisäarvo

UPM-Kymmene Oyj:n Tietohallintopalvelut on konsernin sisäinen palveluyksikkö, joka parantaa ja tukee liiketoimintaa, tuottamalla korkealaatuisia IT-palveluita asiakkailleen. Työssä tutkittiin UPM-Kymmene Oyj:n Tietohallintopalveluiden arvoketjua, tämän arvoketjun hallintaa sekä, mitä asioita tulee ottaa huomioon arvoketjua määritettäessä. Lisäksi tutkitaan lisäarvoa, jonka Tietohallintopalvelut tuottaa palveluiden arvoketjuun. Työssä rajoituttiin tarkastelemaan ainoastaan standardipalveluita, koska nämä palvelut toimitetaan jokaiselle asiakkaalle samanlaisena. Arvoketjua tutkittiin haastattelemalla kolmea avaintoimittajaa sekä lähettämällä kyselylomake suurimpien asiakasyksiköiden tietohallintopäälliköille. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, mitkä asiat vaikeuttavat arvoketjun toimintaa rajapinnoissa ja mitkä asiat toimivat erityisen hyvin. Toimittaja- ja asiakasrajapinnan lisäksi tutkittiin yrityksen sisäisiä prosesseja, toimintatapoja ja kyvykkyyksiä, jotka vaikuttavat arvoketjun toimivuuteen. Arvoketjua määritettäessä tulee ottaa huomioon palveluiden toteutus, palveluprosessissa mukana olevien järjestelmien toimivuus sekä sisäiset prosessit. Toimittajahaastatteluissa selvisi, että toimittajarajapinnan vahvuudet ovat hyvin toimivat henkilösuhteet, avoin informaationvaihto sekä luottamus. Jatkossa toimittajien olisi myös tutustuttava lähemmin Tietohallintopalveluiden asiakkaisiin, sekä heidän liiketoimintaprosesseihinsa. Asiakaskyselylomake toimi suuntaa-antavana palaute- ja asiakastyytyväisyysselvityksenä. Asiakasrajapinnassa henkilökohtaiset suhteet olivat tärkeässä asemassa, mutta informaationvaihto, tiedottaminen sekä yleisesti kommunikointi nähtiin suurimmiksi ongelmiksi. Tutkielmassa selvisi, että suurimmat esteet arvoketjun saumattomalle toiminnalle ovat Tietohallintopalveluiden sisäisissä prosesseissa ja toimintatavoissa. Esimerkiksi informaatio ei kulje osaston sisällä eikä sen kautta tarpeeksi tehokkaasti.

Adaptive MCMC methods with applications in environmental and geophysical models

This work presents new, efficient Markov chain Monte Carlo (MCMC) simulation methods for statistical analysis in various modelling applications. When using MCMC methods, the model is simulated repeatedly to explore the probability distribution describing the uncertainties in model parameters and predictions. In adaptive MCMC methods based on the Metropolis-Hastings algorithm, the proposal distribution needed by the algorithm learns from the target distribution as the simulation proceeds. Adaptive MCMC methods have been subject of intensive research lately, as they open a way for essentially easier use of the methodology. The lack of user-friendly computer programs has been a main obstacle for wider acceptance of the methods. This work provides two new adaptive MCMC methods: DRAM and AARJ. The DRAM method has been built especially to work in high dimensional and non-linear problems. The AARJ method is an extension to DRAM for model selection problems, where the mathematical formulation of the model is uncertain and we want simultaneously to fit several different models to the same observations. The methods were developed while keeping in mind the needs of modelling applications typical in environmental sciences. The development work has been pursued while working with several application projects. The applications presented in this work are: a winter time oxygen concentration model for Lake Tuusulanjärvi and adaptive control of the aerator; a nutrition model for Lake Pyhäjärvi and lake management planning; validation of the algorithms of the GOMOS ozone remote sensing instrument on board the Envisat satellite of European Space Agency and the study of the effects of aerosol model selection on the GOMOS algorithm.

Error models in hydrogeology applications

Notre consommation en eau souterraine, en particulier comme eau potable ou pour l'irrigation, a considérablement augmenté au cours des années. De nombreux problèmes font alors leur apparition, allant de la prospection de nouvelles ressources à la remédiation des aquifères pollués. Indépendamment du problème hydrogéologique considéré, le principal défi reste la caractérisation des propriétés du sous-sol. Une approche stochastique est alors nécessaire afin de représenter cette incertitude en considérant de multiples scénarios géologiques et en générant un grand nombre de réalisations géostatistiques. Nous rencontrons alors la principale limitation de ces approches qui est le coût de calcul dû à la simulation des processus d'écoulements complexes pour chacune de ces réalisations. Dans la première partie de la thèse, ce problème est investigué dans le contexte de propagation de l'incertitude, oú un ensemble de réalisations est identifié comme représentant les propriétés du sous-sol. Afin de propager cette incertitude à la quantité d'intérêt tout en limitant le coût de calcul, les méthodes actuelles font appel à des modèles d'écoulement approximés. Cela permet l'identification d'un sous-ensemble de réalisations représentant la variabilité de l'ensemble initial. Le modèle complexe d'écoulement est alors évalué uniquement pour ce sousensemble, et, sur la base de ces réponses complexes, l'inférence est faite. Notre objectif est d'améliorer la performance de cette approche en utilisant toute l'information à disposition. Pour cela, le sous-ensemble de réponses approximées et exactes est utilisé afin de construire un modèle d'erreur, qui sert ensuite à corriger le reste des réponses approximées et prédire la réponse du modèle complexe. Cette méthode permet de maximiser l'utilisation de l'information à disposition sans augmentation perceptible du temps de calcul. La propagation de l'incertitude est alors plus précise et plus robuste. La stratégie explorée dans le premier chapitre consiste à apprendre d'un sous-ensemble de réalisations la relation entre les modèles d'écoulement approximé et complexe. Dans la seconde partie de la thèse, cette méthodologie est formalisée mathématiquement en introduisant un modèle de régression entre les réponses fonctionnelles. Comme ce problème est mal posé, il est nécessaire d'en réduire la dimensionnalité. Dans cette optique, l'innovation du travail présenté provient de l'utilisation de l'analyse en composantes principales fonctionnelles (ACPF), qui non seulement effectue la réduction de dimensionnalités tout en maximisant l'information retenue, mais permet aussi de diagnostiquer la qualité du modèle d'erreur dans cet espace fonctionnel. La méthodologie proposée est appliquée à un problème de pollution par une phase liquide nonaqueuse et les résultats obtenus montrent que le modèle d'erreur permet une forte réduction du temps de calcul tout en estimant correctement l'incertitude. De plus, pour chaque réponse approximée, une prédiction de la réponse complexe est fournie par le modèle d'erreur. Le concept de modèle d'erreur fonctionnel est donc pertinent pour la propagation de l'incertitude, mais aussi pour les problèmes d'inférence bayésienne. Les méthodes de Monte Carlo par chaîne de Markov (MCMC) sont les algorithmes les plus communément utilisés afin de générer des réalisations géostatistiques en accord avec les observations. Cependant, ces méthodes souffrent d'un taux d'acceptation très bas pour les problèmes de grande dimensionnalité, résultant en un grand nombre de simulations d'écoulement gaspillées. Une approche en deux temps, le "MCMC en deux étapes", a été introduite afin d'éviter les simulations du modèle complexe inutiles par une évaluation préliminaire de la réalisation. Dans la troisième partie de la thèse, le modèle d'écoulement approximé couplé à un modèle d'erreur sert d'évaluation préliminaire pour le "MCMC en deux étapes". Nous démontrons une augmentation du taux d'acceptation par un facteur de 1.5 à 3 en comparaison avec une implémentation classique de MCMC. Une question reste sans réponse : comment choisir la taille de l'ensemble d'entrainement et comment identifier les réalisations permettant d'optimiser la construction du modèle d'erreur. Cela requiert une stratégie itérative afin que, à chaque nouvelle simulation d'écoulement, le modèle d'erreur soit amélioré en incorporant les nouvelles informations. Ceci est développé dans la quatrième partie de la thèse, oú cette méthodologie est appliquée à un problème d'intrusion saline dans un aquifère côtier. -- Our consumption of groundwater, in particular as drinking water and for irrigation, has considerably increased over the years and groundwater is becoming an increasingly scarce and endangered resource. Nofadays, we are facing many problems ranging from water prospection to sustainable management and remediation of polluted aquifers. Independently of the hydrogeological problem, the main challenge remains dealing with the incomplete knofledge of the underground properties. Stochastic approaches have been developed to represent this uncertainty by considering multiple geological scenarios and generating a large number of realizations. The main limitation of this approach is the computational cost associated with performing complex of simulations in each realization. In the first part of the thesis, we explore this issue in the context of uncertainty propagation, where an ensemble of geostatistical realizations is identified as representative of the subsurface uncertainty. To propagate this lack of knofledge to the quantity of interest (e.g., the concentration of pollutant in extracted water), it is necessary to evaluate the of response of each realization. Due to computational constraints, state-of-the-art methods make use of approximate of simulation, to identify a subset of realizations that represents the variability of the ensemble. The complex and computationally heavy of model is then run for this subset based on which inference is made. Our objective is to increase the performance of this approach by using all of the available information and not solely the subset of exact responses. Two error models are proposed to correct the approximate responses follofing a machine learning approach. For the subset identified by a classical approach (here the distance kernel method) both the approximate and the exact responses are knofn. This information is used to construct an error model and correct the ensemble of approximate responses to predict the "expected" responses of the exact model. The proposed methodology makes use of all the available information without perceptible additional computational costs and leads to an increase in accuracy and robustness of the uncertainty propagation. The strategy explored in the first chapter consists in learning from a subset of realizations the relationship between proxy and exact curves. In the second part of this thesis, the strategy is formalized in a rigorous mathematical framework by defining a regression model between functions. As this problem is ill-posed, it is necessary to reduce its dimensionality. The novelty of the work comes from the use of functional principal component analysis (FPCA), which not only performs the dimensionality reduction while maximizing the retained information, but also allofs a diagnostic of the quality of the error model in the functional space. The proposed methodology is applied to a pollution problem by a non-aqueous phase-liquid. The error model allofs a strong reduction of the computational cost while providing a good estimate of the uncertainty. The individual correction of the proxy response by the error model leads to an excellent prediction of the exact response, opening the door to many applications. The concept of functional error model is useful not only in the context of uncertainty propagation, but also, and maybe even more so, to perform Bayesian inference. Monte Carlo Markov Chain (MCMC) algorithms are the most common choice to ensure that the generated realizations are sampled in accordance with the observations. Hofever, this approach suffers from lof acceptance rate in high dimensional problems, resulting in a large number of wasted of simulations. This led to the introduction of two-stage MCMC, where the computational cost is decreased by avoiding unnecessary simulation of the exact of thanks to a preliminary evaluation of the proposal. In the third part of the thesis, a proxy is coupled to an error model to provide an approximate response for the two-stage MCMC set-up. We demonstrate an increase in acceptance rate by a factor three with respect to one-stage MCMC results. An open question remains: hof do we choose the size of the learning set and identify the realizations to optimize the construction of the error model. This requires devising an iterative strategy to construct the error model, such that, as new of simulations are performed, the error model is iteratively improved by incorporating the new information. This is discussed in the fourth part of the thesis, in which we apply this methodology to a problem of saline intrusion in a coastal aquifer.